专题一 正确理解教材内容

1、生物青年教师培训班学案（专题一理解教材内容）姓名 学校一、 案例部分案例1、人教版高中生物教材必修一第一章走近细胞，该单元的核心概念或主题是：细胞是最基本的生命系统，生命系统既有统一性，又有多样性。围绕该核心概念的形成，涉及的教材内容及其组织形式可以用下面的框架图表示：细胞是最基本的生命系统生命系统：能够表现生命现象的结构体系生命系统的结构层次生命活动离不开细胞，细胞是生物体结构和功能的基本单位细胞 组织 器官 系统 个体 种群 群落 生态系统生命系统既有统一性，又有多样性动物细胞和植物细胞原核细胞和真核细胞细胞学说显微镜观察细胞的多样性和统一性走进细胞从生物圈到细胞细胞的多样性和统一性走进细

2、胞单元知识结构框架讨论交流：请解读上面的知识框架图，包括哪些概念，这些概念的主要内容是什么？概念之间有什么联系？利用类似的框架可以解读每一节课的知识内容。你发现在备课和教学中应该注意什么问题？ 。 案例2、讨论交流：分析一下上面围绕动物行为的概念之间的关系类型，比如，先天行为与防御行为之间为包含关系，摄食行为、领域行为、防御行为、繁殖行为之间为并列关系，先天行为与后天行为之间是什么关系呢？案例3 生物的分类一节课教学内容分析教学的基本内容包括：1、地球上生活着各种各样的生物，地球上生活的生物约有200万种，其中种子植物就约有25万种，要认识它们就需要对它们进行分类。如果不分类就会带来很多混乱。

3、（为什么分类）2、分类需要有一定的标准，科学分类需要找到科学的标准，稳定的结构特征能够成为植物分类的标准。（怎么分类）3、分类具有一定的等级，由于生物的复杂性，分类具有一定的等级，分别是：门、纲、目、科、属、种。（怎么分类）4、根据科学的分类可以给生物命名。（分类的结果）5、科学家将生物分类的结果编制成了检索表，成为我们认识生物的工具。（分类的结果）本节课基本内容的逻辑线索是为什么要分类怎样分类分类的结果。生物课程标准对本内容的要求是尝试根据一定的特征对生物进行分类，可见怎样分类应该成为重点内容。案例分析：从上面对教学内容的分析中不难看出，以往的教学设计更重视对分类结果的记忆，而通过对教学内容

4、的分析将怎样分类凸显了出来，教师应该研究怎样分类，其实，这是一个更上位的内容。在这里我们仅把分类的标准和等级作为重点学习内容。案例4 利用知识分类理论提升教学内容分析水平染色体变异一节的知识路径分析教学内容（工大附中：郭洁）普通高中生物课程标准对染色体变异一节内容的相关描述： 具体内容标准简述染色体结构变异和数目变异搜集生物变异在育种上应用的事例2010年北京考试说明中的相关描述为：遗传变异染色体变异生物变异在育种上的应用根据课程标准和考试说明的达标层次，对本节知识内容进行分类，明确各类知识的达标水平，设计达标的学习方式。知识点分类学习水平学习方式一.染色体结构变异陈述性知识：概念（c）说出染

5、色体结构变异的基本类型接受观察染色体结构的变异二.染色体数目变异1.染色体组陈述性知识：概念（c）概述染色体组的概念思辨归纳染色体组的概念2.二倍体、多倍体和单倍体陈述性知识：概念（c）区别二倍体、多倍体和单倍体思辨比较二倍体、多倍体和单倍体3.多倍体、单倍体育种程序性知识：方法（m）搜集多倍体、单倍体在育种上应用的事例思辨例举多倍体、单倍体在育种上应用解释不同育种方法的优势在进行教学内容分析的过程中，引起了对育种方法的讨论，如果作为一种方法的学习，应该是程序性知识，程序性知识的达标，是要经过运用方法解决问题的过程，过去在教学中，普遍对育种方法仅仅是介绍层次，显然没有设计到应有的层次。因此，在

6、今后的教学中需要改进。案例分析：该案例对教学内容的分析涉及到的基本程序如下：根据认知目标分类理论对知识类型进行分类 根据要达到的学习水平及知识类型，选择适宜达标的学习方式方法研读教材，对教材知识点进行梳理 结合课标要求确定学习水平 你认为这种教学内容分析的优点何在？案例分析：该案例对教学内容的分析涉及到的基本程序如下：研读教材、梳理知识结合课标要求确定学习水平运用布鲁姆认知目标分类理论对知识进行分类根据要达到的学习水平及知识类型，选择适宜达标的学习方式方法讨论交流：你认为这种教学内容分析的优点何在？为什么要运用布鲁姆认知目标分类理论对知识进行分类呢？案例5 将知识置于某一个知识或能力框架内进行

7、解读承载方法和能力的知识结构基因在染色体上教材内容分析 （朝阳分院 陈侠）知识结构承载方法承载能力萨顿假说内容：基因在染色体上类比推理方法：先画出一对遗传因子和两对遗传因子的杂合子产生的配子种类图解，再画出一对同源染色体和两对同源染色体的体细胞产生的配子种类图解，观察基因和染色体的传递规律，有何启发？观察、描述、分析推理能力：你认为基因究竟在哪里？说明理由依据：基因与染色体的平行关系基因与染色体除了传递和分配的规律相似，还有哪些相似之处？类比推理基因位于染色体上的实验证据摩尔根果蝇杂交实验现象假说-演绎法提出问题的依据科学探究能力提出问题：为什么白眼性状总是与特定的性别相关？雌雄果蝇体细胞的染

8、色体图解提出假说的依据提出假说依据果蝇体细胞染色体组成情况和实验结果分析，提出假说：控制果蝇眼色的基因在x染色体上，y染色体上不含它的等位基因摩尔根果蝇杂交实验分析如何用假说解释现象分析推理果蝇测交实验设计（补充）验证假说的方法设计实验及演绎推理果蝇测交实验结果与演绎推理结果相比较，验证假说真伪的依据分析结果，得出结论现代生物技术和方法将基因定位在染色体上的成果科学研究方法的重要性和魅力孟德尔遗传规律的现代解释如何用新的研究成果和新概念揭示遗传规律的实质？解释与概括能力用基因与染色体的关系概括遗传定律案例分析：该案例的教学内容分析中体现的知识框架和能力框架可表示为：萨顿假说内容：基因在染色体上

9、依据：基因与染色体的平行关系果蝇杂交实验现象基因在染色体上的实验证据基因在染色体上的定位基因在染色体上果蝇染色体图解果蝇杂交实验分析果蝇测交实验结果孟德尔遗传规律的现代解释科学探究能力提出有价值的研究问题提出科学的假设应用假设解释现象设计实验及根据实验结果得出结论解释概括分析推理案例6 教学案例2：心脏一课的思考 (虎城中学 衣欣)一、以往的做法心脏一课以前我一直当作一个独立的内容来讲，一般的程序是先进行观察实验，让学生描述观察到的现象，再由教师讲解各个部分的功能，强调的是心脏4个腔和相连的血管、瓣膜的形态结构（肌肉厚度、管腔大小、开口方向等）与各自不同的功能相适应，基本上都是事实层次的内容。

10、二、重新分析教材（一）关于核心概念这学期一开学讲的内容是第五章生物体内的物质运输，按照概念为本的课程与教学一书的提示，我确定“物质运输”，尤其是“运输”这件事情可以算是这一章的核心概念。恰好过年回家遇到在西安交大教书的高中同学，她给我很专业地讲解了一下运输的基本概念和作用，让我懵懵懂懂有了一些新的想法。我觉得比较有用的有：1、运输是物质资料，包括原材料的物理性移动，是从供应者到使用者的运输、包装、保管、装卸搬运、流通加工、配送以及信息传递的过程。2、运输是一个不可省略或者说不可跨越的过程，而且，随着这个过程的发生，就会产生费用、时间、距离以及人力、资源、能源、环境等一系列问题。人们只有客观地认

11、识这些问题，正确地对待、科学地解决好这些问题，才是惟一的正确态度和选择。3、运输分为运输有铁路、公路、水路、航空和管道五种方式。管道运输不仅运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳以及投资少、占地少、费用低，并可实现自动控制。除广泛用于石油、天然气的长距离运输外，还可运输矿石、煤炭、建材、化学品和粮食等。4、现实生活中货物运输的实质和作用主要表现在以下七个方面：保值、节约、缩短距离、增强企业竞争力提高服务水平、加快商品流通促进经济发展、保护环境、创造社会效益和附加价值。（二）关于系统论的内容：系统是由一些相互联系、相互制约的若干组成部分结合而成的、具有特定功能的一个有机整体（集合）。我们可

12、以从三个方面理解系统的概念： 1、系统是由若干要素（部分）组成的。这些要素可能是一些个体、元件、零件，也可能其本身就是一个系统（或称之为子系统）。如运算器、控制器、存储器、输入/输出设备组成了计算机的硬件系统，而硬件系统又是计算机系统的一个子系统。2、系统有一定的结构。一个系统是其构成要素的集合，这些要素相互联系、相互制约。系统内部各要素之间相对稳定的联系方式、组织秩序及失控关系的内在表现形式，就是系统的结构。例如钟表是由齿轮、发条、指针等零部件按一定的方式装配而成的，但一堆齿轮、发条、指针随意放在一起却不能构成钟表；人体由各个器官组成，单个各器官简单拼凑在一起不能成其为一个有行为能力的人。3

13、、系统有一定的功能，或者说系统要有一定的目的性。 系统的功能是指系统与外部环境相互联系和相互作用中表现出来的性质、能力、和功能。例如信息系统的功能是进行信息的收集、传递、储存、加工、维护和使用，辅助决策者进行决策，帮助企业实现目标。（三）带着运输和系统的新知识，重新认识血液循环系统以及心脏1、血液循环系统是一个管道运输系统管道运输系统是最适合运送气体的运输系统，氧气、二氧化碳都是气体；同时管道运输系统在有足够压力的情况下，也适于运送固体和液体，人体采用管道运输这种方式，比低等动物的开管式循环更高级，运输量大、连续、迅速、体积小（血流速度、心脏一昼夜泵血量远大于人体总血量的数据证明了这些优点）。

14、管道运输系统需要管道、加压装置和输入、输出部位。管道是血管，加压装置是心脏，肺、小肠等等身体各处的毛细血管承担了输入和输出的功能。2、人类的心脏是一个高效低耗的加压装置给管道加压，最简单的动力装置是压缩机，最简单的压缩机是活塞式压缩机，也就是一个注射器，但是注射器是同侧进、同侧出，这与血液循环单向流动不符，所以需要一个两头开口的压缩机，一侧进液体，加压后从另一侧泵出。问题又出现了，如何保证液体单方向流动呢？瓣膜能够解决这个问题。按照这个推理，下面这个结构就可以完成给血液加压的功能（图1）图1：最简单的血液加压装置但是问题又出现了，如果仅由图1中间这个血管膨大加厚的部分来完成加压功能的话，它不停

15、的收缩和舒张，会疲惫不堪，很容易发生故障。如何解决呢？很简单的一个思路是，轮班制，两个加压装置轮换工作（图2）。图2：轮班制的两种形式从经济（面积、体积、瓣膜数量等）、安全稳定（血管分支数量）、易于调控（两个膨大部分的联系）等方面综合考虑，串联的a装置要比并联的b装置更有优越性，鱼类采用的就是a这个最简单的一心房一心室的心脏的结构。在完成了最基本的血液加压功能后，为了提高效率，还要把“新鲜蔬菜”和“垃圾”分开运送，这就需要两套彼此连接但又互不污染的运输途径，也就是体循环和肺循环。按照这样的推理，心脏的左侧和右侧完全可以分开，在不同的位置，也是可以实现其功能的。但是动力装置太重要了，从安全的角度

16、出发，集中在胸廓里更容易得到保护，而为了节约成本，便于调控，两侧心脏共用中间的心肌不失为一个好的选择。从工程学的角度看，人类心脏的结构确实是高效低耗，不知道这套动力装置，还能改良进化到什么样子，它还能更完美吗，未来高等动物的心脏会是什么样子的呢？ （四）重新看北京版教材的设计思路和过渡语言和人教版、河北版比较之后，觉得北京版的更符合系统论。首先教材指明了生物体内运输系统的功能：生物体需要与外界进行物质交换，单细胞生物利用细胞膜和细胞质流动直接完成这个功能，不需要复杂的运输，而多细胞生物则不能直接完成，所以需要运输系统。其次不论是植物还是动物，都是先讲的运输系统的要素：管道、动力器官。然后是联系

17、，管道和动力器官是怎么联系起来的，怎么样实现功能的。甚至人体内的物质运输，还讲了这些要素和结构可能会出现什么样的异常，如何预防疾病，维护系统正常运行。所以心脏这堂课的地位，不仅仅是要让学生知道心脏的结构，而且还要让学生明白，心脏是运输系统中的一个要素，在实现运输功能的血液循环系统中起到动力装置的作用，它和血管之间存在着联系，（动物的心脏在漫长的进化过程中结构不断优化），人类的心脏以其优化的结构承担着令人难以想象的艰巨而重大的泵血任务。三、重新设计四、课后反思案例7 关节一节课的内容分析过程（二外附中 李海燕；十七中学 刘玉平；楼自庄中学 龚玉红）结构这一内容的时候，适应的观点总会不知不觉地冒出

18、来，结构与功能的统一的辩证观点是生物学的基本观点之一。然而，怎样通过关节的内容真正让学生体会到这一适应呢，我们对这一教学内容进行了开发。人体的运动是复杂的，由于适应直立行走和复杂的劳动,人体关节（如图，关节的基本结构）的运动形态发生分化,活动一下四肢,肩关节、肘关节、髋关节、膝关节的运动情况很不相同，我们手的指关节运动情况也很不相同。运动要涉及到骨块的性状、排列、连接方式以及肌肉配布等，在这儿仅讨论几个典型关节的关节面的性状。图2 人体肩关节和髋关节ab我们几个生物教师聚集在一起，找来运动解剖学由于人体的关节结构复杂，关节的运动受多种因素的影响，如关节面行状、肌肉起止点的位置、韧带的结构特点等

19、等，因此，我们要从中选择最典型的内容，通过运动解剖学中的图片看到人体关节面的结构多样，而且不同的关节面与运动方式十分适应，因此我们共同认为以关节面的结构作为实现目标的典型素材。然而，关节面很多，可以说每一个关节的关节面结构都不相同，要精心设计、并确定典型的关节： 肩关节和髋关节，如图，肩关节和髋关节都是球窝关节。肩关节的运动,我们的上肢从支持体重与直立行走中解放出来,而成为人类所特有的、完善的、劳动器官。所以，可以通过分析不同的球窝关节，观察比较：（1）关节头的形状、突度如何？ 关节窝的形状、深度如何？（2）比较它们的关节头和关节窝的接触面积。（3）推测它们的运动范围的大小。名称关节头关节窝运

20、动形式指关节滑车状凹面有嵴屈与伸腕掌拇指关节马鞍状马鞍状屈和伸、内收外展，也可稍作环转运动。手的几种典型关节指关节：指关节也是很好的观察材料，大家可以伸出手，活动一下各个关节，如图，手的运动方式是不同的，如下表中的指关节和腕掌拇指关节。 几个生物教师觉着图还不太直观，就对照着图用橡皮泥捏起了各种关节面，亲自体会一下不同关节面的运动状态不同肩关节、髋关节这样的球窝关节比较好捏，而指关节的滑车关节和腕掌拇指关节的鞍状关节就比较难捏了，如果从运动状态推测，来捏关节面的形态就更难了。生物教师们边查书、边体会运动，边用橡皮泥捏着各种关节面的形状，体会着关节面不同的形状与运动幅度的适应关系。在这样内容分析

21、下，三节围绕关节适应性的课产生了，根据本校学生的实际，三位教师设计了三节不同的课。结构和功能适应关节面的形状与运动幅度的相关肩关节髋关节指关节腕掌拇指关节案例分析：在结构和功能适应的生物学基本观点下，我们发现了关节面的形状与运动幅度相关这一下位的生物学概念，然后对大量的事实性内容进行了开发，如人体的环节运动、几个典型关节面的形状和运动方式等。如下表，在此基础上，教学活动将按照图上箭头的相反方向展开，也就是从事实到概念，到观点。二、名词解释1什么是单元知识结构框架 “单元”是指相对独立、自成系统的单位。具体到学科课程，通常每门课程是由多个互相联系的知识单元组成，一个知识单元通常是指在一个问题域中

22、用于阐述或解决某一个问题的概念、算法、定理等，它在内容上是相对独立和完整的。例如人教版高中生物教材的每一章都有明确的主题，而且各节的内容一般都是围绕该主题进行组织和设计的，因此最为接近单元。“知识结构框架”是指围绕某一主题知识或核心概念的主要内容及其组织形式。2知识之间的纵向与横向联系 知识间的纵向联系是指知识在其系统中的逻辑关系，即知识的来龙去脉。如动物行为的教学内容中，可以将知识点之间进行如下的链接，建立起联系，这就是纵向联系。而这种呈现方式就是概念图，明确其中的内容要素和要素之间的关系。知识之间的横向联系则是指知识的不同分支，包括跨单元、跨模块、跨学科知识之间的联系，学科思想、方法、观点

23、的统摄下知识之间的联系；学科知识与实际生产生活之间的联系等。如适应是生物教学中主要的学科观点，而对适应的阐释有很多不同的维度，从保水的视角看：从物质交换的结构特点看，有如下的关系：3生物学能力框架 全日制义务教育生物课程标准及普通高中生物课程标准(实验稿)对学科能力的要求主要表现在以下方面：（1）常用仪器和用具的使用、实验操作、实验材料的采集和处理（2）各种信息的搜集和处理。（3）科学探究的一般方法及合作、实践和创新能力(4) 运用知识分析解决实际问题生物学的核心任务是提高学生的生物科学素养。具有科学素养的人应该具有良好的科学态度和科学情感；掌握科学的基本概念和原理；具有基本的科学探究能力，以

24、及对事物所做出的各种解释能力和相关决策的能力等。根据科学素养的结构，结合生物课程标准的能力要求，可以将生物学科能力分为表达和概括能力、科学探究能力、解释和应用能力三个方面。在不同的阶段，教师要根据学生认知和心理发展特点，充分挖掘教材内容所承载的能力要素进行不同层次的训练，使学生的各项能力螺旋式上升，逐步形成较稳定的能力体系。下面，分别对这三种生物学科能力加以简要的说明。表达和概括能力：生物教学往往开始于对生物学事实的描述，这种描述来源于学生的观察实践，教师应该帮助学生增加这种实践体验，对事实尽可能真实、准确的描述，包括用语言、图形、文字等。在对大量生物学事实进行表述并概括的基础上，形成生物学的

25、概念。对生物学的概念，一方面，需要用严格的、有生物学意义的词语来表述；另一方面，需要对概念之间的关系进行分析和概括，形成生物学的原理和理论；同时，还要注重概念形成过程的逻辑推理方法的训练。基于以上分析，生物学中的表达和概括能力，包括言语说明事实的能力和用词语阐明概念的能力两个方面。表达的方式手段可以用抽象的语言描述，也可以用直观的图形、模型等表示。例如人教版高中生物必修教材中的模型制作、画概念图、曲线图等（如下图）：具体能力要素含 义举 例模型制作人们为了某种特定目的而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述，可以定性，也可以定量，可以借助于具体的实物或其它形象化的手段，也可以通过抽象的形式表达

26、制作真核细胞的三维结构模型、建立减数分裂中染色体变化模型制作dna结构的双螺旋结构模型建立血糖调节的模型画概念图是指将一组组相关概念用线条和文字连接成图形，直观地表示概念之间的内在联系，以达到梳理知识并建立良好的知识结构蛋白质的分子结构、细胞结构、物质出入细胞的方式、遗传信息的表达、不同免疫方式之间的关系等概念图画曲线图某种物质或结构在某种生理过程的数量变化趋势以曲线的形式表示，以增强抽象过程的直观性。减数分裂和有丝分裂过程中的dna和染色体数量变化曲线种群数量的增长曲线科学探究能力：全日制义务教育生物课程标准和普通高中生物课程标准(实验稿)对科学探究能力的具体要求比较如下表：科学探究能力要素

27、义务教育阶段基本要求普通高中生物课标要求提出问题尝试从日常生活、生产实际或学习中发现与生物学相关的问题。尝试书面或口头表述这些问题。描述已知科学知识与所发现问题的冲突所在。客观地观察和描述生物现象，通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题作出假设应用已有知识，对问题的答案提出可能的设想。估计假设的可检验性。分析问题，阐明与研究该问题相关的知识制定计划拟定探究计划。列出所需要的材料与用具。选出控制变量。设计对照实验。确认变量，设计可行的实验方案实施计划进行观察、实验。收集证据、数据。尝试评价证据、数据的可靠性。实施实验方案，收集证据 得出结论描述现象、分析和判断证据、数据、得出结

28、论。根据证据作出合理判断，阐明观点表达、交流写出探究报告。交流探究过程和结论利用数学方法处理解释数据用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点听取他人意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护，以作必要的反思和修改以上为课程标准对不同阶段的科学探究能力的基本要求，与义务教育相比，高中阶段对科学探究能力的要求层次有较大提高。在生物教学中，强调利用科学史料、科学家的故事等，引导学生了解科学学说产生、演变过程，了解科学是随着人们的研究和理解逐渐发展变化的，这些内容对于培养学生的科学探究能力是十分重要的。另外，任何一个实验或探究活动都不可能全部涵盖这些要求，因此在教学实践中要认真分析教学内容，研究整

29、体探究思路，充分创造探究的机会，精心设计探究环节，完成足够数量的探究活动，使不同层次的学生在原有基础上得到最大程度的发展。生物学能力表达和概括能力（r）科学探究能力(i)解释和应用能力(p)说明事实r1阐明概念r2分析资料i1观察现象i2进行实验i3解释现象p1解决问题p2图 生物学能力的分类体系解释和应用能力：所谓解释和应用能力，就是解释生物学现象的能力和应用生物学理论解决实际问题的能力。解释生物学现象包括对生物学现象的识别、判断、选择、建立联系等能力；解决问题包括识别问题、寻求答案、设计方案、执行方案等能力。长期以来，生物学教学以知识为中心，以获得知识为学习的归宿，使学生缺乏应用知识的能力

30、和解决问题的能力。随着社会经济的发展，资源、环境、健康、可持续发展等重大问题成为生物学关注的热点。因此，在生物教学中强调选择与学生生活密切相关的且对以后生活和工作有重要影响的知识，并引导学生利用所学的知识指导自己的生活和行为。科学素养中的科学态度和科学知识渗透在这三种能力之中。而生物学能力的培养需要在一定知识的基础上，选择和开发一定的方法和技能，并运用方法和技能进行训练，在此过程中将知识内化为能力。5、教育价值我们对教育价值的理解应该包括两个方面：一是教学内容的学科价值，如学科认知教育价值、文化教育价值、学科思想方法教育价值、学法教育价值等；二是人文价值，即学科知识蕴涵的价值， 如养成教育价值、情感态度价值观教育价值等。在生物学教学中，人文价值有着很多体现，如关注生命、关注健康，与生物相关的发现史、发展史中人文教育等。6、生物知识分类按照布鲁姆的认知目标分类理论，知识类型可以概括为陈述性知识、程序性知识和元认知知识，将生物学常用的知识类型对应于这三类知识：陈述性知识符号/事实（f）、概念（c）、原理（l）程序性知识方法（m）、策略（s）元认知知识价值判断（v）根据生物学科特点可以将知识分解为事实性知识、概念性知识、程